Оглавление

1 Причины гистерезиса. 3

1.1 Гистерезис, обусловленный задержкой смещения границ между доменами 3

1.2 Гистерезис, обусловленный задержкой роста зародышей перемагничивания. 3

1.3 Гистерезис, обусловленный необратимыми процессами вращения. 4

2 Виды магнитной анизотропии 5

3 Определение поля анизотропии 6

4 Когерентный механизм перемагничивания 7

5 НеКогерентный механизм перемагничивания 8

6 Переходная доменная структура 9

7 Гистерезис, обусловленный трудностью зародышеобразования. 10

8 Особенности процессов перемагничивания частиц с переходной доменной структурой. 11

9 Влияние напряженности магнитного поля при намагничивании на гистерезисные характеристики частиц. 12

10 Определение поля возникновения зародыша обратной намагниченности. 13

11 Влияние размера частиц на величину поля образования домена обратной намагниченности. 14

12 Влияние намагничивающего поля на величину поля возникновения зародыша обратной намагниченности. 17

13 Лимитирующее звено процесса перемагничивания. 19

14 Критерий лимитирующего звена процесса перемагничивания. 20

15 Магнитные структуры РЗМ-металлов. 21

16 Магнитные структуры соединений РЗМ-3d металлов. 22

17 Диаграмма Sm-Co. 26

18 Магнитные свойства соединений типа SmCo5 (понимание). 27

19 Магнитные свойства соединений типа Sm2Co17 (понимание). 31

20 Технология спечённых магнитов SmCo5. 32

21 Технология измельчения и прессования сплавов магнитов SmCo5. 33

22 Технология спекания и кривая Вестендорфа. 34

23 Явление термического намагничивания. 35

24 Технология изготовления магнитов из сплавов Sm-Co-Cu. 37

25 Влияние исходного магнитного состояния на кривую намагничивания и магнитно-доменную структуру сплавов SmCo5. 38

26 Влияние исходного магнитного состояния на кривую намагничивания и магнитно-доменную структуру сплавов SmCo5. 39

27 Методы определения магнитной текстуры спечённых магнитов (общее). 40

28 Технология производства магнитов Nd-Fe-B. 41

29 Быстрозакаленные магниты Nd-Fe-B. 42

30 Магнитные свойства Sm2Fe17 — нитридов. 46

31 HDDR – технология: технология диспергирования. 50

32 Спин – ориентационный переход в Nd2Fe14B. 51

33 Пленочные постоянные магниты. 54

34 Магнитные свойства порошков Fe-O. 57

35 Нанокристаллические магнитные порошки из соединения Nd2Fe14B. 58

36 Магнитокристаллическая одноосная анизотропия ( определение, примеры соединений, возможности реализации). 59

37 Переходная доменная структура 60

38 Технология измельчения и прессования сплавов магнитов SmCo5. 61

1	+	8		15	+	22		29		36
2		9		16		23		30	+	37
3		10		17	+	24	+	31	+	38
4		11	+	18		25	+	32		39
5		12	+	19	+	26		33	+	40
6		13		20		27		34	+
7		14		21		28		35

1. Причины гистерезиса.

   1. Гистерезис, обусловленный задержкой смещения границ между доменами

Он имеет место в том случае, когда зародыши обратной намагниченности возникают относительно легко. Для полного перемагничивания образца внешнее критическое магнитное поле должно привести к смещению границ между доменами. Согласно Кондорскому, эта величина обратно пропорциональна намагниченности насыщения и прямо пропорциональна максимальной величине средних значений градиента энергии по всей граничной поверхности, возникающей при движении доменной стенки. Таким образом, препятствием для смещения доменной границы является градиент граничной энергии, величина которого определяется наличием включений и напряжений в материале.

2. Гистерезис, обусловленный задержкой роста зародышей перемагничивания.

Этот механизм имеет место в той или иной степени во всех ферромагнетиках. При действии внешнего поля с направлением, обратным первоначальному намагничиванию, происходит постепенный рост зародышей до критических размеров, после чего рост энергетически выгоден, т. е. энергетически выгоден процесс перемагничивании. Поле, соответствующее началу этого процесса, называют полем старта. Затем перемагничивание может происходить при поле, меньшем поле старта, называемом критическим. Для образования зародыша перемагничивания необходима энергия, идущая на создание граничного слоя между зародышем и окружающей его средой. Для дальнейшего перемагничивания образца граничный слой во время движения должен преодолевать потенциальные барьеры, возникающие из-за неоднородностей материала. При этом затрачиваемая энергия может быть меньше той, которая требовалась для образования граничного слоя.

Этот тип гистерезиса в сущности связан с тем,что, только начиная с некоторого критического размера rк зародышей, они способны необратимо увеличивать свои размеры в поле старта Н_0s , приводя к перемагничиванию кристалла , где , а b = 1.

3. Гистерезис, обусловленный необратимыми процессами вращения.

Перемагничивание ферромагнетиков путём вращения может осуществляться в том случае, когда в материале исключена возможность возникновения зародышей перемагничивания, а, следовательно, исключены процессы смещения границ между доменами. Такой механизм имеет место в однодоменных ферромагнитных частицах, разделённых неферромагнитной матрицей.

2. Виды магнитной анизотропии

3. Определение поля анизотропии

4. Когерентный механизм перемагничивания

5. НеКогерентный механизм перемагничивания

6. Переходная доменная структура

7. Гистерезис, обусловленный трудностью зародышеобразования.

8. Особенности процессов перемагничивания частиц с переходной доменной структурой.

9. Влияние напряженности магнитного поля при намагничивании на гистерезисные характеристики частиц.

10. Определение поля возникновения зародыша обратной намагниченности.

11. Влияние размера частиц на величину поля образования домена обратной намагниченности.

Н_с сильно зависит от размера частиц порошка и от величины намагничивающего поля. (рис. 219, а). В крупных порошках (88—147 мкм) Н_с с увеличением максимального поля перемагничивания возрастает почти линейно; для порошков меньших размеров происходит насыщение Н_с. Это «насыщение» происходит в тем меньших полях, чем меньше размер порошинок.

Если взглянуть на зависимость Н_с от времени измельчения (а, следовательно, от размера порошка), то обнаруживается максимум коэрцитивной силы при определенном размере порошка (рис. 219, б). Максимум связывают с изменением доменной структуры.

При больших размерах порошинки многодоменны, и их перемагничивание определяется смещением границ между доменами.

При средних размерах порошка наблюдаются переходные доменные структуры с остаточными (рудиментарными) доменами, которые при перемагничивании играют роль зародышей обратной намагниченности.

Оптимальный размер порошка, соответствующий максимуму коэрцитивной силы, связывают с однодоменным состоянием. Однодоменное состояние обеспечивает более высокие значения коэрцитивной силы, чем они наблюдаются экспериментально.

Таким образом, в перемагничивании играют роль

1. процессы зарождения доменов обратной намагниченности

2. движение возникающих доменных границ.

Какой из этих процессов является определяющим, в сильной степени зависит от дефектов кристаллической решетки и неоднородностей структуры получаемых порошков.

(В малых намагничивающих полях и больших частицах не все доменные границы при намагничивании вытесняются из вещества => при наложении размагничивающего поля имеющиеся в частице зародыши обратной намагниченности способствуют перемагничиванию вещества, которое происходит путем смещения имеющихся доменных границ.

При ↑намагничивающего поля и ↓размера частиц => ↓вероятность выживания зародышей обратной намагниченности. В предельном случае частица оказывается однородно намагниченной до насыщения. В этом случае для начала перемагничивания в частице должен возникнуть зародыш обратной намагниченности, что в высоко анизотропных ферромагнетиках требует больших размагничивающих полей. Коэрцитивная сила при этом возрастает.

При продолжит. дроблении и оч. мелких частицах => ↑плотность поверхностных дефектов кристаллической решетки => облегчает возникновение зародышей обратной намагниченности в местах с повышенной плотностью энергии => ↓H_c. При таких условиях удаление поверхностных дефектных слоев должно повышать H_c порошка. (Пример - травление порошка SmCo₅, в результате травления H_c с 1200 возрастала до 2000 кА/м) )

ВЫВОД: если лимитирующим звеном при перемагничивании является процесс образования зародыша обратной намагниченности, то снижение плотности дефектов в материале и увеличение намагничивающего поля, способного привести к однодоменному состоянию даже массивные образцы, должно способствовать повышению коэрцитивной силы. Это было подтверждено получением на монокристаллических образцах из соединения SmCo₅ магнитной энергии 256 кДж/м³, что соответствует теоретическому пределу, оцененному как (4πI_s)²/4.